Устройства защиты УЗМ 51МД и УЗИС С1 40. Сравнение, технические характеристики, схемы подключения.

Устройства защиты от искрения и дуги, впервые были разработаны в США и в Западных странах в конце девяностых годов. И если их опыт уже позволяет выпускать надежные и практичные экземпляры, то наши производители еще только сталкиваются со многими проблемами, провоцирующими ложные срабатывания данной защиты.
Среди отечественных марок подобных противопожарных устройств, выделяются УЗМ 51МД от компании Меандр и УЗИс-С1-40 от Ecolight.

Рассмотрим более подробно каждый из видов, со всеми их плюсами и недостатками. Зачем вообще нужна такая защита и что говорят про нее наши правила и ГОСТы, обязательна ли она для отдельных зданий и помещений, читайте в статье ниже.

Реле УЗМ 51МД

Про данную УЗМ в первую очередь нужно сказать, что это многофункциональное устройство, а не просто защита от искр и дуги. До сих пор было широко известно другое популярное изделие от Меандр — просто УЗМ-51 М, без индекса Д.

Проще говоря, модульное реле напряжения, зарекомендовавшее себя с положительной стороны.

Последние модели УЗМ 51МД, в отличие от первоначальных, к которым было множество претензий, уже стали сносно обеспечивать защиту от опасного искрения и дугового пробоя.

Кстати, старые модели у производителя Меандр, также можно перепрошить и они избавятся от своих ошибок и ложных срабатываний.

Помимо искр, данный аппарат по-прежнему защищает как от скачков напряжения, так и от его падений ниже нормы. Успешно срабатывает при обрыве ноля и защищает технику.

А еще в нем есть варисторная защита от высоковольтных импульсных скачков сетевого напряжения.

Но больших надежд на нее не возлагайте, нормальных УЗИП еще никто не отменял. Без УЗИП собрать полноценный качественный электрощит все равно не получится.

На универсальность только одного модульного аппарата защиты полагаться довольно глупо.

Сфера применения

Использование УЗМ-51 позволяет не допустить выхода из строя электрооборудования при резких скачка напряжения в сети. Устройство применяется преимущественно в быту, устанавливается на входе питающего кабеля в квартиру или индивидуальное жилище. Место расположения УЗМ не случайно — при таком способе размещения появляется возможность полного отключения дома или его части при возникновении аварийной ситуации без стабилизации напряжения.

УЗМ-51 — незаменимое устройство для защиты приборов и электрооборудования от перепадов напряжения

Согласно ГОСТ, напряжение в бытовой электросети должно составлять 220-230 В с допуском ±10%. То есть, для потребителей электроэнергии безопасным считается напряжение 207-253 В.

При расхождении напряжения с допустимыми значениями требуется монтаж защитных приборов, к которым и относится УЗМ-51.

Причинами перепадов напряжения являются:

• искажение фаз, то есть нагрузка на одну фазу оказывается большей, чем на вторую;
• отрыв либо выгорание «нуля» с увеличением напряжения до 380В;
• короткое замыкание в одной из линий;
• включение потребителей слишком большой мощности;
• попадание в ЛЭП либо прямо в потребителя мощного грозового разряда.

Как работает и где устанавливать

В аварийной ситуации устройство УЗМ 51МД обнаруживает дугу, анализирует параметры проходящего через него тока и самостоятельно разрывает цепь. Ему не нужен какой-либо дополнительный контактор или пускатель, на который подавался бы импульс отключения.

Номинальный рабочий ток коммутации — 63А. Что более чем достаточно для всех квартир и частных построек.

Все технические характеристики УЗМ 51МД (нажмите ‘+’ для просмотра)

Казалось бы, с одной стороны это хорошо. Однако с другой стороны, могут возникнуть существенные проблемы с чувствительностью защиты. Либо она будет через чур чувствительна, либо наоборот, не будет реагировать на малые значения.

Выставить настройки в таком широком токовом диапазоне задача не тривиальная. Словить дугу при Imax=1А, это не совсем то же самое, что при I=63А.

Как вы думаете, почему зарубежные аналоги выпускают обычно на номиналы до 20-25А и меньше. Они явно уже сталкивались с этими проблемами и выработали более грамотный подход.

Например, вы же не ставите УЗО с током утечки 10-30мА на главный ввод. В противном случае из-за суммирования всех помех и “левых” наводок, будут постоянные ложные отключения. Для всех уже стало нормой, что такие УЗО ставятся на отдельные линии или группы.

Еще одно замечание по поводу монтажа на главном вводе РЩ — это наши зимние условия. Задумайтесь, что будет зимой с котельной при минус 30 градусах, если в ваше отсутствие, данное устройство поймает глюк и ложно отключит все электроснабжение.

Поэтому здесь более правильным будет подход как с УЗОшками. Грамотнее ставить их на отдельные группы линий, а не целиком на весь дом.

На Западе многие ТБшники вообще прямым текстом запрещают ставить подобные девайсы на вводах. (ссылка на оригинал)

А если общая нагрузка превышает 63А, можно ли таким аппаратом защиты подключаться через контактор, для увеличения коммутационной способности реле? Нет, нельзя.

Ток нагрузки должен всегда проходить только через УЗДП. Если вы его посадите на катушку пускателя, то никакой пользы этот прибор вам не принесет.

Основные эксплуатационные параметры

Для удобства ознакомления, технические характеристики защитного устройства приведены в таблице:

Существуют условия эксплуатации, соблюдение которых обеспечит выполнение устройством возложенных на него функций:

• недопустимо образование конденсата на изделии;
• исключение попадания на корпус брызг жидкостей;
• использование на высоте до 2 км над уровнем моря;
• состояние окружающего пространства неагрессивное и взрывобезопасное по газовому составу.

Хранение изделия в заводской упаковке допускается при температуре от -40 до +70°С, в течение 3 лет.

Важно знать, что УЗМ-3-63 не стоит применять при отсутствии трехфазного оборудования. В этом случае лучше поставить три отдельных устройства, например УЗМ-51М, что предотвратит обесточивание других потребителей при отсутствии напряжения на одной из фаз.

Пример использования трех однофазных УЗМ, установленных на каждую фазу

Схема подключения

Три возможные схемы подключения искро-дугозащитного УЗМ представлены ниже:

Ничего сложного здесь нет. Просто пропускаете через устройство ноль и фазу. Кстати, по двум схема ноль вообще достаточно только подвести на верхнюю клемму прибора, чтобы обеспечить его работу.

Проходить через реле и разрываться внутри, будет только фаза.

Если авария была кратковременной и параметры сети восстановились, то после первого срабатывании, УЗМ 51МД по истечении 30 секунд самостоятельно включит электричество. Тем самым, будут спасены все продукты в холодильнике от порчи, трубы отопления от размораживания, а рыбки в аквариуме от мучительной смерти.

Если же ситуация повторится, то аппарат вновь сработает. Только имейте в виду, что такое повторное включение через 30 секунд происходит разово.

При повторном срабатывании, реле выключается уже на 4 минуты. А если было тройное обнаружение дуги, дальнейшее включение можно сделать только вручную, нажав на соответствующую кнопку.

Кстати, в этом есть существенное противоречие с правилами. Согласно п.8.2.2 ГОСТ 62606, любой аппарат защиты от искрения должен иметь механизм свободного расцепления. То есть, получается что никакого автоматического включения, вообще не должно быть предусмотрено.

В инструкции по эксплуатации к УЗМ говорится совсем другое:

Связано это все конечно же со второй его функцией — реле напряжения. Многофункциональность не всегда бывает полезной, а скорее наоборот.

Она отрицательно влияет на основную защиту и провоцирует нарушение правил. В аппарате от фирмы Эколайт, рассмотренном ниже, никаких повторных включений и близко не предусмотрено, хотя он тоже спасает от перенапряжений.

Нет подобной функции АПВ и у известных зарубежных брендов.

Инструкция по эксплуатации УЗМ-51МД — .

Аналоги

К аналогам устройства УЗМ-51 можно отнести следующие приборы:

• ОМ-63 от ;
• РН-106 от фирмы НоваТек.

РН-106 представляет собой реле напряжения, защищающее от несанкционированного проникновения в квартиру напряжения 380 В. Слишком высокое напряжение приводит к выходу из строя всей бытовой техники, подключенной в тот момент к сети.

Реле напряжения РН-106 предотвращает выход из строя домашней бытовой техники

Ограничитель мощности ОМ-63 используется преимущественно в однофазных сетях. Устройство незамедлительно отключает подачу электроэнергии в жилище при превышении величиной потребляемой мощности установленного порога. Прибор также защищает подключенное к сети электрооборудование от негативного воздействия значительных перепадов напряжения от недалеких разрядов молний либо включения слишком мощного оборудования.

УЗИС С1-40

Есть и другая отечественная модель устройства защиты от искр — УЗИС С1-40 от компании Эколайт.

В первую очередь, обратите внимание на схему подключения. Здесь напряжение питания 220В должно заводиться именно на нижние клеммы, иначе прибор нормально работать не будет.

А вот например в аналогичных “автоматах” AFDD от ABB ARC1, подключение свободно производится как сверху так и снизу. О чем свидетельствуют надписи на корпусе.

Вот 3 схемы подключения УЗИС в зависимости от коммутационного аппарата на входе:

Некоторых волнует вопрос — а что будет, если перепутать подключение фазы и ноля, ведь не даром на корпусе прибора стоит маркировка L и N.

В большинстве случаев работа будет штатной, без замечаний. Но вот если случится параллельный пробой фазы на заземленную часть оборудования, может возникнуть непредвиденная ситуация.

Ток, который должен идти через специальный датчик, через него не пойдет. Его путь будет пролегать через нейтраль. В итоге параметры бросков будут для УЗИс абсолютно не предсказуемы, как по форме, так и по величине.

Так что ноль с фазой при подключении лучше не путать.

Характеристики

Общие показатели будут примерно одинаковыми для всех разновидностей приборов. Самое главное, знать, для чего они нужны и на какие параметры обращать внимание при выборе устройства. Более подробно все характеристики отражены в технической документации.

Наиболее значимыми среди них являются следующие:

• Возможность по ограничению напряжения при токовой помехе 100А не превышает 1,2 кВ.
• Способность к поглощению максимальной энергии одиночного импульса 10/1000 мкс составляет 200 Дж.
• Стандартная импульсная защита должна срабатывать в течение 25 нс и менее.
• Пороги отключения нагрузки по превышению верхнего предела устанавливаются в диапазоне от 240 до 290 вольт.
• То же самое при верхнем критическом пороге и ускоренном отключении нагрузки – 300 В плюс-минус 15 вольт.
• Порог отключения при пониженном напряжении устанавливаются в пределах от 210 до 100 В.
• Нижний критический порог и ускоренное отключение установлены показателем 80 В плюс-минус 10 вольт.
• Показатели питания приборов в среднем составляют: номинальное напряжение – 230 В, частота – 50 Гц, максимальное напряжение – 440 В.
• Электроэнергия, поступающая в работающие приборы для своих нужд, составляет 1,5 Вт*ч, мощность – 1,5 Вт.
• Нагрузочный ток (номинальный) при условии использования медных проводов, площадью сечения не ниже 16 мм2 – 63 А.
• Мощность нагрузки (номинальная) при напряжении 250 В – 14,5 кВт.
• Максимальный нагрузочный ток, который может выдерживаться прибором в течение 30 минут – 80 А.
• Максимальная мощность нагрузки в аналогичной ситуации – 20 кВт.
• Величина максимально допустимого тока короткого замыкания – 4500 А.

Отключение токов КЗ

Еще одно замечание по конструкции, которое беспокоит многих опытных электриков — это полное отсутствие хоть какого-то подобия на дугогасительные камеры.

На том же УЗМ-51МД указано, что его предельная отключающая способность – 4,5кА.

А здесь ничего. Как это скажется на контактах в процессе работы при коммутационных отключениях – включениях? При нормальных условиях никак.

Объяснятся это в первую очередь тем, что УЗИс функционально должен работать только в паре с автоматом или диффом, на которые и возлагается вся функция защиты от КЗ и отключение аварийных токовых нагрузок.

При токах КЗ до 6кА, контакты УЗИс будут замкнуты и его главная задача — “вытерпеть” и пропустить через себя этот ток без последствий, с чем он успешно и справляется. Разрывать дугу таких величин, как раз таки должен именно автоматический выключатель.

Почему скачет электричество?

К основным первопричинам появления скачков относятся:

• короткое замыкание силовой и нейтральной линий, в результате которого напряжение повышается до 380 В;
• отгорание или обрыв нулевой фазы при низком напряжении повысит его показатели до 380 В;
• перекос фаз, при котором нагрузка распределяется не одинаково, а большая часть переходит на 1 фазу, что приводит к снижению напряжения.

Вернуться к содержанию

Как проверить устройство защиты от искрения

Помимо самого модуля, в комплекте с ним идет устройство для тестирования и проверки. Так называемый имитатор искрения УЗИс-И-002.

Как он работает? При его включении в розетку происходит мгновенный выброс импульса тока. Он имеет очень крутой передний фронт.

В реальных сетях такого пика и близко нет. И если прибор действительно рабочий и на линии нет помех для глушения импульса, то УЗИс от этой «вилочки» должен 100% сработать.

При использовании моделей других производителей, некоторые потребители искусственно хотят проверить работоспособность подобных девайсов. Они рискуя здоровьем, сами создают искры, путем подключения фазы в разрыв через угольные щетки.

Либо вообще напрямую. Никогда так не делайте и не проводите таких экспериментов.

Для УЗИс от Эколайт, достаточно воткнуть тестер в розетку и прибор тут же должен выбить. С его помощью можно легко определить границы защищаемой цепи.

Когда проводка в большом доме слишком протяженная и разветвленная, то при искрении в самой дальней розетке, устройство защиты от дуги и искр может и не сработать. Почему такое возможно?

Потому что ток дуги, просто не достигнет своего минимального порога для срабатывания.

Согласно ГОСТ IEC 62606 минимально допустимый ток дуги для обнаружения и последующего отключения — 2,5А в дополнении к основному току нагрузки.

Чем этот дуговой ток больше, тем быстрее отключится реле. От самой нагрузки это не зависит.

Если у вас линия на холостом ходу и началось искрение, то для УЗИс от Эколайт достаточно тока примерно в 1,5А. Экспериментально установлено, что если ток дуги меньше определенной величины (I=2,5А), то никакого возгорания это за собой не повлечет.

А в УЗИС С1-40 такой порог занижен почти в полтора раза! Чего не скажешь про УЗМ 51МД. Там минимальный ток срабатывания целых 5А! Видимо для борьбы с ложными отключениями.

Однако ток такой величины, это прямое нарушений требований ГОСТ. Имейте это ввиду.

Принцип работы

Также важно объяснить, как работает УЗМ-51М. После включения устройства в сеть, происходит задержка времени перед включением, в этот момент происходит измерение входного напряжения. Если вольтаж в допустимых пределах, включается зеленый индикатор — устройство готово к работе, подается питание к потребителям. В противном случае загорается желтый индикатор и нагрузка не подключается к сети.

Если во время работы УЗМ напряжение приблизилось к верхнему порогу, начинает мерцать желтый светодиод, и когда перешло за него, нагрузка отключается, загорается красная лампочка. Это сигнализирует о выходе за установленные параметры. В том случае, когда напряжение падает к нижнему порогу, начинает мерцать зеленый светодиод, а при выходе за выставленные пределы загорается и мерцает красный индикатор.

При нажатии кнопки «Тест», на корпусе устройства, поочередно переключаются красный и зеленый светодиод, а нагрузка отключается от сети. Для возврата в рабочее состояние необходимо повторно нажать кнопку «Тест».